JP4104594B2 - エンジン用吸気制御装置 - Google Patents

Description

本発明は，自動二輪車や自動車，船外機等に搭載されるエンジン用吸気制御装置に関し，特に，エンジンの吸気ポートに連なる吸気道を有すると共に，この吸気道を開閉するスロットル弁の弁軸を回転自在に支承するスロットルボディの一側に電動モータを配設し，この電動モータの出力軸を弁軸に，該出力軸の回転を減速して弁軸に伝達する減速装置を介して連結した，エンジン用吸気制御装置の改良に関する。

かゝるエンジン用吸気制御装置において，電動モータを取り付ける伝動ケースに減速装置を収容し，この伝動ケースをスロットルボディに結合したとき，スロットルボディに支持されたスロットル弁の弁軸を減速装置の出力部に連結するようにしたものが特許文献１に開示されている。
独国１００４８９３７Ａ１公開公報

特許文献１に開示されたエンジン用吸気制御装置では，スロットルボディ及びスロットル弁からなるスロットルボディ側組立体と，伝動ケース，電動モータ及び減速装置からなる伝動ケース側組立体とを並行して組み立てることができて，組立性は良好であるものゝ，スロットルボディ及び伝動ケースが完全に分離して構成されているので，それらの結合時には装置が大型化する傾向があり，またそれらの結合時に連結される弁軸と減速装置との間ではガタの発生が避けられないため，電動モータによるスロットル弁の開度精度に難点がある。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，組立性が良好である上，コンパクトであると共に，スロットル弁の開度精度を高め得る，エンジン用吸気制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，エンジンの吸気ポートに連なる吸気道を有すると共に，この吸気道を開閉するスロットル弁の弁軸を回転自在に支承するスロットルボディの一側に電動モータを配設し，この電動モータの出力軸を弁軸に，該出力軸の回転を減速して弁軸に伝達する減速装置を介して連結した，エンジン用吸気制御装置において，スロットルボディの一側に一体に形成される第１ケース半体と，この第１ケース半体に接合される第２ケース半体とで伝動ケースを構成し，第１ケース半体の内側に弁軸の一端部に固着されるファイナルギヤを配置して第１組立体を構成し，また第２ケース半体を，電動モータを支持すると共に，この電動モータの出力軸の回転をファイナルギヤに伝達する減速装置の中間ギヤを収容するケース部材と，このケース部材にその外側面を覆うように結合されるカバーとで構成し，中間ギヤを支承する支軸の両端がケース部材及びカバーに支持されるように取り付けて第２組立体を構成し，第１ケース半体及び第２ケース半体の接合により第１及び第２組立体間を結合すると共に，中間ギヤ及びファイナルギヤ間を噛合させるようにしたことを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記ケース部材及びカバーの少なくとも一方を合成樹脂製としたことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第１又は第２の特徴に加えて，ファイナルギヤに固着されるセンサ回転子と，このセンサ回転子を介してスロットル弁の開度を検出するようにカバーに付設されるセンサ固定子とでスロットルセンサを構成し，またカバーには，給電回路と，カバー及びケース部材の結合時，電動モータの通電用端子を給電回路に接続するコネクタとを設けたことを第３の特徴とする。

さらにまた本発明は，第１〜第３の特徴の何れかに加えて，第１ケース半体には，ファイナルギヤに形成されたストッパ面を受け止めてスロットル弁の全閉位置を規定する全閉ストッパを設けたことを第４の特徴とする。

さらにまた本発明は，第１〜第４の特徴の何れかに加えて，スロットルボディに，第１及び第２ケース半体の接合時，電動モータの端部を支承するブラケットを一体に形成したことを第５の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，エンジン用吸気制御装置の組み立ての際には，第１ケース半体の内側に弁軸の一端部に固着されるファイナルギヤを配置してなる第１組立体と，第２ケース半体に電動モータと，この電動モータの出力軸の回転をファイナルギヤに伝達する減速装置の中間ギヤとを取り付けてなる第２組立体とを並行して組み立て，その後，第１ケース半体に第２ケース半体を接合し，組み立てを完了するので，その組み立てを能率良く行うことができる。

また両ケース半体の接合と同時に，中間ギヤ及びファイナルギヤが相互に噛合するので，その組み立ての能率を一層高めることができると共に，減速装置及び弁軸間でのガタの発生を極力抑えて，電動モータによるスロットル弁の開度制御の精度を高めることができる。

さらに伝動ケースの第１ケース半体がスロットルボディに一体に形成されることで，伝動ケースの一部がスロットルボディに共有されることになり，吸気制御装置のコンパクト化をもたらすことができる。

さらにまた，第２ケース半体を，電動モータを支持すると共に中間ギヤを収容するケース部材と，このケース部材に，その外側面を覆うように結合されるカバーとで構成したことで，ケース部材及びカバーの成形を容易にして，第２ケース半体の製作を容易に行うことができる。

また本発明の第２の特徴によれば，ケース部材及びカバーの少なくとも一方を合成樹脂製とすることで，その成形を一層容易に行うことができ，コストの低減に寄与し得る。

さらに本発明の第３の特徴によれば，センサ回転子を固着するファイナルギヤは，スロットル弁の弁軸と一体化されているから，カバーに取り付けられたセンサ固定子は，センサ回転子を介してスロットル弁の開度を正確に検出し，このセンサ固定子の検出信号に基づいて電動モータは，スロットル弁の開度制御を正確に行うことができる。

また第２ケース半体を構成するケース部材及びカバーの結合時には，電動モータの通電用端子がコネクタにより給電回路に接続されるので，電動モータの給電回路への特別な接続工程を省くと共に，その接続忘れを防ぐことができ，組立性の向上を図ることができる。

さらにまた本発明の第４の特徴によれば，スロットル弁の弁軸と一体化されたファイナルギヤのストッパ面と，スロットルボディと一体化されたストッパとの当接により，スロットル弁の全閉位置を規定するので，そのスロットル弁の全閉位置は常に安定しており，したがってその全閉位置を基準にして設定されるスロットル弁のアイドル開度を正確に得ることができるから，エンジンのアイドリングの適正化，延いては低燃費化に寄与し得る。

さらにまた本発明の第５の特徴によれば，スロットルボディを利用して電動モータの端部を支持するので，電動モータの作動時，その振動騒音の発生を抑えることができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明の実施例に係るエンジン用吸気制御装置の縦断側面図，図２は同吸気制御装置の分解縦断側面図，図３は同吸気制御装置の第１及び第２組立体を分離状態で示す分解斜視図である。

上記図１〜図３において，自動車や自動二輪車に搭載されるエンジンの吸気系に接続される軽金属製のスロットルボディ１は，上記エンジンの吸気ポートに連なる吸気道２を有しており，この吸気道２を開閉するスロットル弁３がスロットルボディ１に設けられる。このスロットル弁３は，吸気道２を横断してスロットルボディ１の左右両側壁にブッシュ５及びボールベアリング４を介して回転自在に支承される弁軸３ａと，この弁軸３ａに吸気道２内で取り付けられる弁板３ｂとでバタフライ型に構成される。

スロットルボディ１の，弁軸３ａの一端部が突出する側の一側には第１ケース半体８が一体に形成され，この第１ケース半体８と，これに複数のボルト６，６…により分離可能に接合される第２ケース半体９とで伝動ケース７が構成され，両ケース半体８，９は，その間に伝動室１０を画成する。

また第２ケース半体９は，図２及び図３に示すように，第１ケース半体８に対応する環状部９ａ１及びこの環状部９ａ１の一端に連なるモータ支持部９ａ２を有するケース部材９ａと，このケース部材９ａの外側面を覆うようにその外側部外周に嵌合されるカバー９ｂとで構成され，これらケース部材９ａ及びカバー９ｂは，その嵌合部の一方に形成された複数の係止孔１８に，他方に形成された複数の係止爪１９をスナップ係合させることにより，結合される。その際，両ケース半体８，９の接合面の一方には，その対角線上に並ぶ一対の位置決めピン２０，２０が突設され，これら位置決めピン２０，２０が嵌合する複数の位置決め孔２１，２１が他方の接合面に穿設される。ケース部材９ａ及びカバー９ｂは合成樹脂製である。

第２ケース半体９のケース部材９ａのモータ支持部９ａ２には，電動モータ１１のステータ１１ａの一端に形成された取り付けフランジ２２が複数のボルト２３，２３…により固着され，この電動モータ１１のロータ軸１１ｂ即ち出力軸の回転を減速して弁軸３ａに伝達する減速装置１２が伝動室１０に収容される。その減速装置１２は，電動モータ１１の出力軸１１ｂに固設されるピニオンギヤ１３と，このピニオンギヤ１３に噛合する大径ギヤ部１４ａ及びこの大径ギヤ部１４ａと同軸で一体化される小径ギヤ部１４ｂを備える中間ギヤ１４と，弁軸３ａに連結されて小径ギヤ部１４ｂに噛合する大径のファイナルギヤ１５とで構成される。前記中間ギヤ１４は，ケース部材９ａ及びカバー９ｂの支持孔２４，２４′に両端部を嵌合して支持される支軸２５に回転自在に支承される。その際，支軸２５は，支持孔２４，２４′に嵌合することによりケース部材９ａ及びカバー９ｂの結合位置を規定する位置決め部材の役割を果たし，ピニオンギヤ１３と中間ギヤ１４の大径ギヤ部１４ａとの適正な噛合に寄与する。

図３に示すように，ファイナルギヤ１５はセクタ状をなしており，その一端部にストッパ面２６が形成される。このストッパ面２６を受け止めてスロットル弁３の全閉位置を規定する全閉ストッパ２７が第１ケース半体８に一体に形成される。

第１ケース半体８には戻しばね機構１６が収容される。この戻しばね機構１６は，ファイナルギヤ１５をスロットル弁３の閉じ方向に付勢すると共に，電動モータ１１の非作動時にはスロットル弁３を所定の低開度に保持するデフォルト機能を備えている。

ファイナルギヤ１５は合成樹脂製で，その内部には，弁軸３ａにかしめて固着される金属製の芯板２８がモールド結合される。またファイナルギヤ１５には，弁軸３ａと同軸に並ぶ環状磁石からなるセンサ回転子３２が固設される。このセンサ回転子３２は，その内周面を露出させており，その内周面に対向するセンサ固定子３３が，カバー９ｂと一体のセンサ支持部２９に取り付けられる。センサ固定子３３は，ホール素子や磁気抵抗素子等の磁電変換素子からなる。上記センサ回転子３２及びセンサ固定子３３によりスロットルセンサ３１が構成され，センサ固定子３３がセンサ回転子３２を介してスロットル弁３の開度を検出するようになっている。

カバー９ｂにはセンサ固定子３３の出力部に連なる信号回路３４と，給電回路３５とが埋設され，これら信号回路３４及び給電回路３５に連なる複数の接続端子３８，３８…を保持するカプラ３９がカバー９ｂと一体成形される。またカバー９ｂには，給電回路３５の端子３５ａが接続されるコネクタ３６が嵌合して設けられ，このコネクタ３６には，ケース部材９ａ及びカバー９ｂの結合時に，電動モータ１１の通電用端子３７が接続されるようになっている。したがって，給電回路３５と電動モータ１１とはコネクタ３６を介して接続されることになる。

図１に示すように，電動モータ１１のステータ１１ａの，前記取り付けフランジ２２と反対の端面には，ロータ軸１１ｂの端部を支承する軸受部材４０を支持するボス４１が一体に突設されており，このボス４１は，スロットルボディ１に一体に形成されるブラケット４２の支持孔４２ａに弾性部材４３を介し嵌合して支持される。

図２及び図３に示すように，上記構成において，第１ケース半体８を備えたスロットルボディ１，スロットル弁３，ファイナルギヤ１５，戻しばね機構１６及びセンサ回転子３２により第１組立体４５が構成され，第２ケース半体９（ケース部材９ａ及びカバー９ｂ），電動モータ１１，ピニオンギヤ１３，中間ギヤ１４，センサ固定子３３により第２組立体４６が構成され，第１及び第２ケース半体８，９の接合時に，中間ギヤ１４及びファイナルギヤ１５が相互に噛合し，電動モータ１１のボス４１が弾性部材４３を介してブラケット４２の支持孔４２ａに嵌合するようになっている。

次に，この実施例の作用について説明する。

このエンジン用吸気制御装置の組み立てに当たっては，図３に示すように，第１組立体４５と第２組立体４６とを並行して組み立て，その後，第１組立体４５の第１ケース半体８に第２組立体４６の第２ケース半体９を複数のボルト６，６…により接合し，組み立てを完了するので，その組み立てを能率的に行うことができる。

また両ケース半体８，９の接合と同時に，中間ギヤ１４及びファイナルギヤ１５が相互に噛合し，また電動モータ１１のボス４１が弾性部材４３を介してブラケット４２の支持孔４２ａに嵌合するので，その組み立ての能率を一層高めることができる。

さらに伝動ケース７の第１ケース半体８がスロットルボディ１に一体に形成されることで，伝動ケース７の一部がスロットルボディ１に共有されることになり，吸気制御装置のコンパクト化を達成することができる。

また第２ケース半体９は，電動モータ１１を支持すると共に中間ギヤ１４を収容するケース部材９ａと，このケース部材９ａに，その外側面を覆うように結合されるカバー９ｂとで構成され，これらケース部材９ａ及びカバー９ｂが合成樹脂製とされるので，ケース部材９ａ及びカバー９ｂの成形を容易にして，第２ケース半体９の製作を容易に行うことができ，コストの低減に寄与し得る。

また第２ケース半体９を構成するケース部材９ａ及びカバー９ｂの結合時には，電動モータ１１の通電用端子３７がコネクタ３６により給電回路３５に接続されるので，電動モータ１１の給電回路３５への特別な接続工程を省くと共に，その接続忘れを防ぐことができ，組立性の向上を図ることができる。

この吸気制御装置をエンジンに装備するときは，カプラ３９に，電源及び電子制御ユニットが接続される。而して，自動車や自動二輪車のアクセル操作部材の操作量に応じて電動モータ１１が作動され，その出力軸１１ｂの正転又は逆転が減速装置１２を介してスロットル弁３に伝達され，それを開閉し，そのスロットル弁３の開度は，センサ回転子３２を介してセンサ固定子３３により検知され，電子制御ユニットにフィードバックされる。

ところで，センサ回転子３２を固着するファイナルギヤ１５は，スロットル弁３の弁軸３ａと一体化されているから，カバー９ｂのセンサ支持部２９に取り付けられたセンサ固定子３３は，センサ回転子３２を介してスロットル弁３の開度を正確に検出し，このセンサ固定子３３の検出信号に基づいて電動モータ１１は，スロットル弁３の開度制御を正確に行うことができる。

またスロットル弁３の弁軸３ａと一体化されたファイナルギヤ１５のストッパ面２６と，スロットルボディ１と一体化された全閉ストッパ２７との当接により，スロットル弁３の全閉位置が規定されるので，そのスロットル弁３の全閉位置は常に安定しており，したがってその全閉位置を基準にして設定されるスロットル弁３のアイドル開度を正確に得ることができるから，エンジンのアイドリングの適正化，延いては低燃費化に寄与し得る。

さらにスロットルボディ１には，第１及び第２ケース半体８，９の接合時，電動モータ１１の端部を支承するブラケット４２が一体に形成されるので，スロットルボディ１を利用して電動モータ１１の端部を支持することになり，電動モータ１１の作動時，その振動騒音の発生を抑えることができる。

以上，本発明の好適な実施例について説明したが，本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

本発明の実施例に係るエンジン用吸気制御装置の縦断側面図。 同吸気制御装置の分解縦断側面図。 同吸気制御装置の第１及び第２組立体を分離状態で示す分解斜視図。

符号の説明

１・・・・スロットルボディ
２・・・・吸気道
３・・・・スロットル弁
３ａ・・・弁軸
７・・・・伝動ケース
８・・・・第１ケース半体
９・・・・第２ケース半体
９ａ・・・ケース部材
９ｂ・・・カバー
１０・・・伝動室
１１・・・電動モータ
１１ａ・・ステータ
１１ｂ・・出力軸（ロータ軸）
１４・・・中間ギヤ
１５・・・ファイナルギヤ
２５・・・支軸
２６・・・ストッパ面
２７・・・全閉ストッパ
３１・・・スロットルセンサ
３２・・・センサ回転子
３３・・・センサ固定子
３５・・・給電回路
３６・・・コネクタ
３７・・・電動モータの通電用端子
４２・・・ブラケット
４５・・・第１組立体
４６・・・第２組立体

Claims (5)

1. エンジンの吸気ポートに連なる吸気道（２）を有すると共に，この吸気道（２）を開閉するスロットル弁（３）の弁軸（３ａ）を回転自在に支承するスロットルボディ（１）の一側に電動モータ（１１）を配設し，この電動モータ（１１）の出力軸（１１ｂ）を弁軸（３ａ）に，該出力軸（１１ｂ）の回転を減速して弁軸（３ａ）に伝達する減速装置（１２）を介して連結した，エンジン用吸気制御装置において，
   スロットルボディ（１）の一側に一体に形成される第１ケース半体（８）と，この第１ケース半体（８）に接合される第２ケース半体（９）とで伝動ケース（７）を構成し，
   第１ケース半体（８）の内側に弁軸（３ａ）の一端部に固着されるファイナルギヤ（１５）を配置して第１組立体（４５）を構成し，
   また第２ケース半体（９）を，電動モータ（１１）を支持すると共に，この電動モータ（１１）の出力軸（１１ｂ）の回転をファイナルギヤ（１５）に伝達する減速装置（１２）の中間ギヤ（１４）を収容するケース部材（９ａ）と，このケース部材（９ａ）にその外側面を覆うように結合されるカバー（９ｂ）とで構成し，
   中間ギヤ（１４）を支承する支軸（２５）の両端がケース部材（９ａ）及びカバー（９ｂ）に支持されるように取り付けて第２組立体（４６）を構成し，
   第１ケース半体（８）及び第２ケース半体（９）の接合により第１及び第２組立体（４５，４６）間を結合すると共に，中間ギヤ（１４）及びファイナルギヤ（１５）間を噛合させるようにしたことを特徴とする，エンジン用吸気制御装置。
2. 請求項１記載のエンジン用吸気制御装置において，
   前記ケース部材（９ａ）及びカバー（９ｂ）の少なくとも一方を合成樹脂製としたことを特徴とする，エンジン用吸気制御装置。
3. 請求項１又は２記載のエンジン用吸気制御装置において，
   ファイナルギヤ（１５）に固着されるセンサ回転子（３２）と，このセンサ回転子（３２）を介してスロットル弁（３）の開度を検出するようにカバー（９ｂ）に付設されるセンサ固定子（３３）とでスロットルセンサ（３１）を構成し，
   またカバー（９ｂ）には，給電回路（３５）と，カバー（９ｂ）及びケース部材（９ａ）の結合時，電動モータ（１１）の通電用端子（３７）を給電回路（３５）に接続するコネクタ（３６）とを設けたことを特徴とする，エンジン用吸気制御装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載のエンジン用吸気制御装置において，
   第１ケース半体（８）には，ファイナルギヤ（１５）に形成されたストッパ面（２６）を受け止めてスロットル弁（３）の全閉位置を規定する全閉ストッパ（２７）を設けたことを特徴とする，エンジン用吸気制御装置。
5. 請求項１〜４の何れかに記載のエンジン用吸気制御装置において，
   スロットルボディ（１）に，第１及び第２ケース半体（８，９）の接合時，電動モータ（１１）の端部を支承するブラケット（４２）を一体に形成したことを特徴とする，エンジン用吸気制御装置。

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